多边形球面空间采样设备的制作方法

本申请涉及球面场天线测量技术领域，尤其是涉及一种多边形球面空间采样设备。

背景技术：

近场测量是指在距天线3-8个波长的距离上，用一个电特性已知的探头在近区某一表面上，记录下探头接收电压的幅度、相位随位置变化的关系，通过严格的近远场数学变换来确定天线的远场特性。根据扫描面形状，分为平面近场测量、柱面近场测量和球面近场测量。空间采样技术是球面近场测量的关键技术，采样数据的准确性直接影响到电磁波的场变换结果，是影响系统误差的关键因素。

现阶段球面近场空间采样方案：多个探头等间距分布在圆环结构上，通过探头的电切换获取被测物一个面上的采样数据，通过被测物在测量平台上旋转180°获取被测物多个面上的采样数据，从而得到被测物的球面空间采样数据。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：转台均为机械转动方式，每测试一次都需要进行一次机械转动以带动被测物转换一个角度，测试效率不高。

技术实现要素：

为了改善常见采样设备使用转台结构导致测试效率不高的问题，本申请提供一种多边形球面空间采样设备。

本申请提供一种多边形球面空间采样设备，采用如下的技术方案：

一种多边形球面空间采样设备，包括探头、安装架和支撑平台，所述支撑平台安装于所述安装架上以用于放置被测物，所述探头的数量大于或者等于6个，所述探头安装于所述安装架上，多个所述探头分布在三维球面空间内的至少两个竖直面上且环绕所述支撑平台布置，多个所述竖直面绕竖向轴线对称布置，所述探头在每一个竖直面上都间隔a度均匀分布，在同一水平面上的多个所述探头间隔b度均匀分布，所述a和所述b均小于或者等于90。

通过采用上述技术方案，取消了常见采样设备的转台，被测物放置于支撑平台上之后，被测物为静止状态，需要全方位测量被测物的采样数据时，被测物始终为静止状态，由于多个探头分布在三维球面空间内，所以通过电控切换的方式启动各个点位的探头，不包含转台的机械转动，测试效率更高，更适合产线的快速测需求；且转台作为一个可以随意活动的部件，其转台旋转精度具有较大的不确定因素，所以整个采样设备的测试精度不受转台旋转精度的影响，测试精度更高；被测物最大重量不受转台承重限制，支撑平台上可以放置重量非常大的被测物，测试对象的范围更大；由于采样设备的底部不需要安装转台，所以采样设备底部也可以安装探头，从而探头的布置方位会更加全面，进一步提升了测试精度，而且省去了结构较为复杂的转台，有利于缩小采样设备的体积，方便搬运、安装、后期维护该采样设备。

优选的，所述安装架的顶部中心和底部中心均共用一个所述探头，所述探头的数量n=360/b·（180/a-1）+2。

通过采用上述技术方案，且如果三维球面空间的最顶部和最底部不设置探头，在测试时，该两个点位处具有代表性的关键数据就会缺失，导致测试结果不精确、参考价值受损，安装架的顶部中心和底部中心刚好位于三维球面空间的最顶部和最底部，在该处设置有探头，结构设计更加合理。

优选的，所述安装架包括两个相互垂直的安装框和底座，两个所述安装框均垂直于所述底座的上表面，所述a为45，所述b为90，所述探头的数量等于14个，两个所述安装框的顶部连接处和两个所述安装框的底部连接处分别共用一个所述探头。

通过采用上述技术方案，上述探头的布局方式较为密集且均匀，测试点位较多，测试结果更为精准，同时安装架的结构较为简单。

优选的，所述安装架包括底座和三个绕竖向轴线对称布置的安装框，三个所述安装框均垂直于所述底座的上表面，所述a为45，所述b为60，所述探头的数量等于20个，三个所述安装框的顶部连接处和三个所述安装框的底部连接处分别共用一个所述探头。

通过采用上述技术方案，上述探头的布局方式较为密集且均匀，测试点位较多，测试结果更为精准。

优选的，所述支撑平台包括：连接部和支撑板，所述支撑板通过所述连接部固定于所述安装架内，所述支撑板上设置有减重孔。

通过采用上述技术方案，连接部为支撑板提供了稳定的安装位置，以保证支撑板靠近三维球面空间球心位置，而支撑板方便供被测物稳定放置，减重孔具有减轻重量、减小耗材的效果。

优选的，所述支撑板上可拆式安装有高度不同的测试治具，或者所述支撑板可调式安装于所述连接部上且具有高度调节功能。

通过采用上述技术方案，在测试不同的被测物时，高度不同的测试治具或者高度可调节的支撑板，都可以保证被测物测试时处于三维球面空间球心位置，设备适用性更高，而且测试精度会更准。

优选的，所述安装架的外表面包裹有吸波棉，所述吸波棉设置有供所述探头安装的通孔。

通过采用上述技术方案，吸波棉能吸收或者大幅减弱其表面接收到的电磁波能量，从而减少电磁波的干扰，进一步提升了测试精度。

优选的，所述安装架安装于电磁屏蔽箱体内，所述电磁屏蔽箱体设置有箱门，所述电磁屏蔽箱体的内壁和所述箱门的内表面均设置有吸波棉。

通过采用上述技术方案，电磁屏蔽箱体具有保护探头的效果，而且具有较好的电磁屏蔽屏蔽效果，有利于测试人员的身体健康，为测试提供必要的近场测试环境，吸波棉能吸收或者大幅减弱其表面接收到的电磁波能量，从而减少电磁波的干扰，进一步提升了测试精度。

优选的，所述安装架的顶部和外周侧壁均设置有金属走线盒。

通过采用上述技术方案，由于该设备在三维球面空间内增加了多个探头，增加的金属走线盒可以供较多的电线铺设，以便将三维球面空间内各个点位的探头信号搜集起来，且可以避免电线过多而凌乱，同时将金属走线盒设置在安装架的顶部和外周侧壁，可以避免过多的电线靠近探头，金属走线盒可以防止电线产生较大的电磁干扰，提升了测试精度。

优选的，所述安装架由钢板通过焊接方式和/或通过螺栓组装而成，部分所述钢板上设置有穿孔。

通过采用上述技术方案，钢板的结构强度比较高，提升了整个设备的结构稳定性，而且取材方便，与浇筑工艺相比，加工制作也非常方便，穿孔可以适当减轻安装架的重量，方便搬运、转移该设备。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.取消了常见采样设备的转台，被测物放置于支撑平台上之后，被测物为静止状态，需要全方位测量被测物的采样数据时，被测物始终为静止状态，由于多个探头分布在三维球面空间内，所以通过电控切换的方式启动各个点位的探头，不包含转台的机械转动，测试效率更高，更适合产线的快速测需求；

2.在测试不同的被测物时，高度不同的测试治具或者高度可调节的支撑板，都可以保证被测物测试时处于三维球面空间球心位置，设备适用性更高，而且测试精度会更准。

附图说明

图1是本申请实施例1的多边形球面空间采样设备的结构示意图。

图2是本申请实施例1的安装架的结构示意图。

图3是本申请实施例1的探头在三维球面空间内的排布示意图。

图4是本申请实施例2的探头在三维球面空间内的排布示意图。

图5是本申请实施例3的探头在三维球面空间内的排布示意图。

图6是本申请实施例4的多边形球面空间采样设备的结构示意图。

附图标记说明：1、探头；2、安装架；21、安装框；22、底座；3、支撑平台；31、连接部；32、支撑板；321、减重孔；4、测试治具；5、吸波棉；6、电磁屏蔽箱体；61、箱门；62、调高脚；7、金属走线盒；8、气缸动力件。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种多边形球面空间采样设备。参照图1，该多边形球面空间采样设备包括探头1、安装架2和支撑平台3，支撑平台3安装于安装架2上以用于放置被测物，探头1的数量大于或者等于6个，探头1安装于安装架2上，多个探头1分布在三维球面空间内的至少两个竖直面上且环绕支撑平台3布置，每一个探头1都朝向三维球面空间的球心布置，多个竖直面绕竖向轴线对称布置，探头1在每一个竖直面上都间隔a度均匀分布，在同一水平面上的多个探头1间隔b度均匀分布，a和b均小于或者等于90，安装架2的顶部中心和底部中心均共用一个探头1，探头1的数量n=360/b·（180/a-1）+2，a和b均为被360和180直接整除的数字，例如a可以等于1、2、5、10、11.25、15、22.5、30、45、60、75或者90，例如b可以等于1、2、5、10、11.25、15、22.5、30、45、60、75或者90。

实施例1

参照图1和图2，一种多边形球面空间采样设备的安装架2包括两个相互垂直的安装框21和底座22，两个安装框21均垂直于底座22的上表面（在其他实施例中安装框21也可以水平布置，但是底座22可以替换为立式方框），a为45，,b为90，探头1的数量等于14个，14个探头1在三维球面空间内的排布方式详见图3，两个安装框21的顶部连接处和两个安装框21的底部连接处分别共用一个探头1。

支撑平台3包括：连接部31和支撑板32，支撑板32通过连接部31固定于安装架2内，支撑板32上设置有减重孔321，连接部31在本实施例中具体由四根支撑腿和一个十字架组成，四根支撑腿均固定于底座22上且错开两个安装框21的底部布置，十字架连接固定于四根支撑腿的顶部，支撑板32通过螺钉固定于十字架上。

支撑板32上可拆式安装有高度不同的测试治具4，在其他实施例中支撑板32可调式安装于连接部31。例如可调高度的方案一为：支撑腿具有高度调节功能，例如可调高度的方案二为：连接部31上设置有多个上下间隔布置的插槽，支撑板32需要调节高度时可以插接在不同高度的插槽内。

安装框21的外表面和底座22的上表面均包裹有吸波棉5，吸波棉5还可以替换为其他吸波材料（例如吸波陶瓷等），吸波棉5设置有供探头1安装的通孔，安装架2安装于电磁屏蔽箱体6内，电磁屏蔽箱体6的底部设置有四个调高脚62，从而确保电磁屏蔽箱体6可以较为水平的放置于地面上，提升了测试精度。电磁屏蔽箱体6设置有箱门61，箱门61的一侧铰接于电磁屏蔽箱体6，电磁屏蔽箱体6在箱门61处开设有矩形开口，箱门61的转动轴线竖向布置，箱门61的另一侧和电磁屏蔽箱体6之间通过锁扣件连接，电磁屏蔽箱体6的内壁和箱门61的内表面均设置有吸波棉5。

安装架2的顶部焊接有水平布置的金属走线盒7，安装框21的外周侧壁均焊接有竖向布置的金属走线盒7，金属走线盒7由钢板焊接而成且呈矩形长条形状，金属走线盒7具体数量为5个。

安装架2由钢板通过焊接方式和/或通过螺栓组装而成，部分钢板上设置有穿孔，安装架2的整体形状为方形盒状，且安装架2中间开设有正八边形孔洞，在其他实施例中，随着探头1数量的增多，正八边形孔洞可以替换为正十边形孔洞、正十二边形孔洞、正十六边形孔洞、正二十边形孔洞等等。

实施例1的实施原理为：取消了常见采样设备的转台，被测物放置于支撑平台3上之后，被测物为静止状态，需要全方位测量被测物的采样数据时，被测物始终为静止状态，由于多个探头1分布在三维球面空间内，所以通过电控切换的方式启动各个点位的探头1，不包含转台的机械转动，测试效率更高，更适合产线的快速测需求；且转台作为一个可以随意活动的部件，其转台旋转精度具有较大的不确定因素，所以整个采样设备的测试精度不受转台旋转精度的影响，测试精度更高；被测物最大重量不受转台承重限制，支撑平台3上可以放置重量非常大的被测物，测试对象的范围更大；由于采样设备的底部不需要安装转台，所以采样设备底部也可以安装探头1，从而探头1的布置方位会更加全面，进一步提升了测试精度，而且省去了结构较为复杂的转台，有利于缩小采样设备的体积，方便搬运、安装、后期维护该采样设备。

实施例2

参照图2和图4，一种多边形球面空间采样设备与实施例一的不同之处在于，安装架2包括底座22和三个绕竖向轴线对称布置的安装框21，三个安装框21均垂直于底座22的上表面（并未在本申请的说明书附图中画出，但是三个安装框21的结构均和图2中的一致，且三个安装框21之间的夹角为60度），a为45，b为60，探头1的数量等于20个，20个探头1在三维球面空间内的排布方式详见图4，三个安装框21的顶部连接处和三个安装框21的底部连接处分别共用一个探头1。

上述探头1的布局方式较为密集且均匀，测试点位较多，测试结果更为精准。

实施例3

参照图2和图5，一种多边形球面空间采样设备与实施例一的不同之处在于，安装架2包括两个相互垂直的安装框21和底座22，两个安装框21均垂直于底座22的上表面（并未在本申请的说明书附图中画出，但是两个安装框21的结构均和图2中的大致一样），a和b均为90，探头1的数量等于6个，6个探头1在三维球面空间内的排布方式详见图5，两个安装框21的顶部连接处和两个安装框21的底部连接处分别共用一个探头1。

上述探头1的布局方式所采用的探头1数量最小，整个设备的制作成本最低。

实施例4

参照图2和图6，一种多边形球面空间采样设备与实施例一的不同之处在于，电磁屏蔽箱体6设置有箱门61，电磁屏蔽箱体6的两侧分别固定安装有一个气缸动力件8，气缸动力件8的活塞杆端部连接于箱门61的内表面。气缸动力件8的活塞杆伸出时，箱门61处于打开状态；气缸动力件8的活塞杆收缩时，箱门61处于关闭状态。通过上述结构，方便工作人员自动控制箱门6开启，取放被测物比较方便，而且可以在箱门61的正面增设控制气缸动力件8启动的按钮，自动化程度更高，操作更加方便。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。